畜禽养殖集约化生产过程中排放的废弃物会对当地生态环境造成巨大压力。通过硫还原地杆菌（Geobacter sulfurreducens）小分子酸代谢、奥奈达希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）有氧无氧代谢、导电菌毛（electrically conductive pili）直接接触和电子穿梭物质介导的胞外电子传递等呼吸代谢的理论研究，明确了电活性模式微生物的中心碳代谢途径、胞外电子传递过程及主要调控机制。基于对电活性菌呼吸代谢过程的理解，已开发并优化了以微生物燃料电池、微生物电解池和电场辅助好氧堆肥为主的多种微生物电化学系统。在降低化学需氧量、温室气体排放、抗生素和耐药基因等有害物质含量的同时，提高发电效率、阴极高附加值产物和有机肥腐殖质含量。综述了微生物电化学理论的研究进展并系统介绍了微生物电化学技术在畜禽废弃物资源化方面的应用研究，以期为畜禽废弃物资源化利用工艺的多元化发展提供参考和理论支撑。
目前我国有机废弃物年产量约45亿~50亿t，若处理不当会对大气、水体、土壤等产生负面影响，从而对环境造成二次污染。黑水虻幼虫可有效分解有机固体废弃物，将其转化为符合循环经济概念的可销售产品，在此过程中产生的虫沙可作有机肥料，从而推进传统经济发展向生态循环经济模式过渡。然而，目前对于虫沙的营养成分、微生物和生物活性物质的组成，提高其生物稳定性的后处理要求，及其在土壤和植物代谢过程中的作用机制等尚未明确。为提高有机废弃物资源化利用程度、促进农业可持续发展，综述了黑水虻幼虫对有机废弃物的转化潜力，总结了虫沙特性及其对植物生长的影响，重点分析了虫沙作为植物肥料的应用现状，指出了该产品对现代生态农业发展的促进作用，并归纳和总结了尚待解决的问题。
为探究不同海拔藏绵羊肉品质差异及肉质相关基因的表达特征，以来自海拔2 500、3 500和4 500 m藏绵羊为研究对象，对其背最长肌、臂三头肌和股二头肌的肉品质及营养成分进行测定，并对背最长肌和股二头肌肉质相关基因（H-FABP、LPL、MC4R和CAST）的表达量进行测定及相关性分析。结果表明，在肉品质方面，低海拔藏绵羊肉的剪切力小、失水率低、嫩度高、口感更好，尤其背最长肌要优于其他2个部位，而高海拔藏绵羊的熟肉率和出肉率更高；在营养物质方面，高海拔藏绵羊肉的无机盐、粗蛋白含量较高，更具营养价值，但低海拔藏绵羊肉的多汁性好，且背最长肌的口感、营养成分均好于腿肌。肉质相关基因的表达量在不同海拔间存在差异，其中，H-FABP在中海拔藏绵羊各部位肌肉中的表达量均最高；LPL、MC4R、CAST在低海拔藏绵羊股二头肌中的表达量均最高，在中、高海拔藏绵羊背最长肌中的表达量较高。相关分析表明，H-FABP、LPL、MC4R、CAST基因的表达量与藏绵羊的熟肉率、剪切力、失水率及灰分、粗脂肪、粗蛋白、干物质含量显著相关。由此可见，不同海拔藏绵羊的肉质、营养成分均存在较大差异，且不同部位中肉质相关基因的表达量也存在差异，从而影响藏绵羊的肉质。以上结果为不同海拔藏绵羊的肉品选择及遗传改良提供基础。
农药使用效果与农药喷雾过程密切相关，农药喷雾过程的建模与仿真可弥补因植物生长周期差异、病虫害发生程度不同以及田间作业自然环境不可控等造成的试验研究困难。分析农药施用的抗性、再增猖獗、残留（resistance，resurgence，residue，3R）/效果、效率、生态（efficacy，efficiency，eco-environment，3E）/方法、模型、测试（method，model，measurement，3M），重点综述农药喷雾过程的雾化、输运、沉积等关键环节的模拟仿真研究状况。根据模拟仿真技术发展趋势，提出农药喷雾半实物仿真系统设计的建议，并提出雾化模型及新型喷头雾化机理、群体农药雾滴多相流场模拟、靶标定制与识别模型、综合农药雾滴飘移模型、植物生长模型与农药喷雾系统耦合等建议，以促进原创农药精确喷雾技术研究和高质量植保机械研发。
内质网是真核细胞内蛋白质折叠及翻译后修饰的主要场所，还参与调控Ca2+和脂类物质储存合成，具有重要生理功能。疱疹病毒是一类具有囊膜的DNA病毒，其表面糖基化囊膜蛋白的合成加工依赖于内质网，在病毒复制过程中，大量合成的糖基化囊膜蛋白在内质网内过度堆积则会引起内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ERS），进而发生未折叠蛋白反应（unfolded protein response，UPR）。某些疱疹病毒可能已经进化出调控UPR的机制，为复制过程创造最佳环境，它们在宿主细胞内复制时，会引起相关内质网UPR信号级联反应，如细胞损伤、炎症反应、细胞凋亡等。综述了内质网应激/未折叠蛋白（ERS/UPR）对病毒的反应机制，从Ⅰ型单纯疱疹病毒、伪狂犬病病毒、马立克病病毒、鸭肠炎病毒和其他疱疹病毒等感染引起ERS分子机制及相关信号通路进行阐述，以期为疱疹病毒相关疫苗和药物作用靶点的研发提供理论依据。
工农业的飞速发展及废弃物的随意丢弃和排放，引起了农田土壤严重的重金属污染，镉污染是比较严重的重金属污染之一。超积累植物原位修复技术是目前修复镉等重金属污染的主要手段。根系是植物最先与镉等重金属接触的部位， 根系分泌物作为植物-土壤-微生物三者物质交换与信息传递的重要载体，能够有效调控根际微环境，影响重金属在根际环境中的行为，进而影响植物对重金属的吸收转运和生长发育。简述了镉胁迫对植物生长发育的影响，分析了不同类型根系分泌物对土壤镉胁迫的响应，以及根系分泌物对土壤理化性质、根际微生物、镉的富集转运等的影响，浅析了植物应答镉胁迫的相关基因表达和代谢途径，并对土壤镉等重金属污染下根系分泌物的研究趋势进行了展望，以期为探究植物根系分泌物对镉胁迫的响应机制提供科学依据。
为探明宁夏苜蓿耐旱新品系‘新盐52号’（XY52）的miRNA表达谱，并筛选有跨界研究价值的microRNA（miR），以‘中苜一号’（ZM1）为参照，对ZM1和XY52进行高通量miRs组学测序和分析（RNA-seq）；通过生物信息学技术筛选差异表达miRs及预测靶基因，并对预测靶基因进行GO和KEGG富集分析；然后运用RT-qPCR技术对10个miRs进行检测和分析。结果表明，①成功构建了2种苜蓿miR表达谱，ZM1和XY52中分别检测到656和703个miRs，其中已知miRs分别为433和480个，新预测miRs数量均为233个；②2种苜蓿中共检测到21个差异表达miRs，其中novel-miR54、miR156f和miR166a表达量较高，并且novel-miR54在XY52中表达量极显著高于ZM1（P<0.01），miR156f在ZM1中的表达量极显著高于XY52（P<0.01）；③5个已知有跨界调控功能miRs中，miR166a在ZM1和XY52中均为表达水平最高的miR；品种之间，miR166a在XY52中的表达量较ZM1极显著上调（P<0.01）；④KEGG通路和GO功能富集分析发现差异表达的21个miRs共预测得到623个靶基因，主要与RNA转运、ABC转运蛋白和泛素介导的蛋白水解等信号通路有密切关系。以上结果为解析苜蓿品种miRs差异表达及研究苜蓿源miRs调控奶牛体内基因奠定初步基础。
种业是国家战略性、基础性核心产业，是促进我国农业长期稳定发展、保障国家粮食安全的根本。为全面、深入研究我国农作物种业发展现状，从种业政策、企业竞争力、优势种子产供需现状3个维度进行梳理与分析，总结我国不同阶段农作物种业政策支持重点，展示我国种业龙头企业核心竞争力并与国际种业企业进行优势对比，同时剖析杂交玉米、杂交水稻2类优势种子的产业化特点。基于分析内容总结了我国农作物种业发展中取得的成效和存在的问题，提出创建财政保障制度、加强种质资源的保护与利用、加快育种技术创新、推动科企联合育种以及健全法律法规体系的对策建议，以期为我国农作物种业创新发展提供参考。
为了阐明藜麦CqGAI基因密码子使用特性，克隆获得藜麦CqGAI基因序列，运用CodonW、SPSS软件及EMBOSS在线程序分析藜麦CqGAI基因密码子使用偏好性，并与25种植物的GAI基因进行中性绘图、ENC分析和奇偶偏好偏差性分析。结果表明，藜麦CqGAI基因编码序列（coding sequence，CDS）全长1 782 bp，编码593个氨基酸，包含DELLA基因家族特有结构域DELLA、TVHYNP、NLS、VHIID、LHR、RVER；CqGAI基因能够迅速响应赤霉素（gibberellins，GA），在GA信号通路中起关键作用；密码子偏好性分析显示，CqGAI基因的有效密码子数（effective number of codon，ENC）、密码子适应指数（codon adaptation index， CAI）及GC含量分别为54.14、0.21和46.18%，密码子偏好性较弱，偏好以A/T结尾，有27个高频密码子。聚类分析表明，藜麦CqGAI基因与石竹目植物的亲缘关系较近。碱基组成与相关性分析发现，CqGAI基因密码子偏好性受碱基突变和选择效应影响。密码子使用频率表明，大肠杆菌与酵母菌均适用于藜麦CqGAI基因异源表达，拟南芥、烟草、甜菜均可作为藜麦CqGAI基因功能分析的遗传转化受体。以上研究结果为进一步研究藜麦CqGAI基因功能和异源表达提供了重要参考。
为了解大肠杆菌携带的粘菌素耐药基因并筛选敏感药物，解决多重耐药和动物临床无药可选的困局，采用16S rRNA菌种全基因组测序，PCR筛查mcr-4、mcr-5、blaTEM和AmpC酶耐药基因，应用BLAST和MEGA软件进行生物信息学和系统进化树分析，并对该菌株进行了78种抗生素抗菌药物敏感性测试及4种天然植物提取物（黄藤素、黄连素、黄芩苷和博落回）的抑菌、杀菌效果试验。结果表明，从2021年（1—12月）和2022年（1—6月）猪临床腹泻病例肠道中分离鉴定的145株大肠埃希菌（Escherichia coli，E.coli）中，鉴定出1株同时携带粘菌素耐药基因（mcr-4，mcr-5）和β内酰胺酶blaTEM、AmpC基因的猪源大肠埃希氏菌临床菌株HN2149。78种抗生素药敏试验结果显示，HN2149菌株对头孢吡肟、头孢地嗪、磷霉素、头孢克肟、头孢唑林、头孢哌酮、美洛培南、头孢西丁、头孢呋辛、头孢曲松、头孢噻肟、头孢他啶、替卡西林/克拉维酸、头孢哌酮/舒巴坦、氨曲南、哌拉西林/他唑巴坦、头孢噻肟/克拉维酸、头孢唑肟、头孢美唑、头孢他啶/克拉维酸和头孢他美敏感，对其余57种抗菌药物表现为耐药。4种植物提取物的药敏结果显示，博落回对菌株HN2149的抑菌、杀菌效果较好，其余3种提取物均对该菌株无抑菌和杀菌效果。以上研究结果为猪大肠杆菌病的防控提供参考。
近年来，黑龙江省稻米产业在种植、生产和销售方面发展态势良好，但仍存在品质退化、加工企业效益低等问题。为促进黑龙江省优质水稻产业发展，提高产能及效益，基于黑龙江省统计年鉴数据，统筹实地调研信息和文献资料，分析了2016—2021年黑龙江省在水稻品种选育、生产种植、粳稻质量、加工、销售等方面的变化特征，提出加快黑龙江省水稻产业发展的建议，包括建设种业科研创新中心、建设绿色生态示范区及强化稻米加工业发展等措施，为黑龙江省水稻产业发展提供多种可行性思路。
自1996年转基因作物开始商业化种植以来，全球转基因产业化应用迅猛发展，种植面积和作物种类逐年增加，经济效益与社会效益日益显著。分析了2022年全球转基因作物种植概况及主要转基因作物种植国家和地区的发展态势，2022年转基因作物种植面积约占总耕地面积的12%，同比增长3.3%，批准种植转基因作物的国家数量增至29个，批准转基因产品商业化应用的国家和地区已达71个。从转基因作物种植面积来看，转基因玉米和大豆占据主导地位，同时复合性状转基因作物的种植面积也在不断扩大。随着生物育种技术的迭代升级，转基因作物的应用范围和效果必将持续提高，转基因生物育种产业将成为农业生产和经济发展的新动能。
天然高分子絮凝剂是当前研究热点。详细介绍了天然高分子絮凝剂的作用机理、种类、特点，综述了其制备技术进展及应用现状，特别是在水处理领域的应用情况。并针对新型絮凝剂目前存在的问题，展望了未来的研究重点和发展方向，为新型絮凝剂的深入研究以及实际应用提供参考。
为解决杂交水稻父、母本分田种植下父本花粉机械化高效收集的问题，对杂交水稻花粉收集装置的关键部件气力输送系统进行了仿真优化研究。首先对系统建立了流体力学模型，进一步利用CFD-DPM（computational fluid dynamics-discrete phase model）结合响应面法以进粉管内径、吸粉口长度、吸粉口宽度为因素，系统内气流均匀性及全压差为指标，优化系统结构参数并加以验证。结果表明，进粉管内径、吸粉口长度、吸粉口宽度及内径和长度的交互作用、长度与宽度的交互作用对气力输送系统内气流均匀性及全压差影响显著；两指标均随内径的增加而增加，吸粉均匀性随长度和宽度的增加先增加后减小，全压差随长度和宽度的增加而增加。气力输送系统较优的参数组合为内径200.00 mm、长度564.40 mm、宽度192.48 mm，对优化后结构进行仿真，得到气流速度变异速度和全压差分别为16.03%、238.37 Pa，与预测结果的相对误差分别为4.91%、3.39%，较初始结构下两指标分别减少了56.29%、31.57%，说明优化效果明显。研究结果提供了杂交水稻花粉收集装置气力输送系统快速优化设计的方法，可为装置气力输送系统的优化设计提供参考。
叶片性状的变异与相关关系能够反映植物的资源利用方式和适应生存策略。为探讨不同树龄国槐叶片性状特征及其变异规律，以聊城市不同树龄国槐叶片为研究对象，通过测定叶面积（leaf area， LA）、叶鲜重（leaf fresh weight， FW）、叶干重（leaf dry weight， DW）、叶长（leaf length， LL）、叶宽（leaf width， LW）、叶柄长（petiole length， PL）、叶厚度（leaf thickness， LT）、叶轴长（rachis length， RL）、叶形指数（leaf shape index， LI）、比叶面积（specific leaf area， SLA）、叶干物质含量（leaf dry matter content， LDMC）、叶组织密度（leaf tissue density， LTD）、比叶重（specific leaf weight， SLW）共13项指标，运用单因素方差分析、变异系数分析探究不同树龄叶片性状特征，经相关性分析、主成分分析探究各树龄国槐叶片的适应规律。结果表明，后备资源的DW、LL、PL极显著高于其他树龄的（P<0.01）；国槐13个叶片性状的总体变异系数在8.57%~81.48%，不同树龄叶片性状中后备资源的LTD变异系数最大，为92.86%，2级古树LDMC变异系数最小，仅5.84%；LA、FW、DW、LL和LW呈极显著正相关（P<0.01），SLA与FW、DW、LTD、SLW呈极显著负相关（P<0.01），与LT呈极显著正相关（P<0.01）；LDMC与FW、DW、LTD、SLW呈极显著正相关（P<0.01）；后备资源叶片性状呈高LDMC、SLW，低SLA的特点，采取的是“快速投资-收益型”策略；2级古树和1级古树呈高SLA，低LDMC、SLW的叶片性状组合，采取的是“缓慢投资-收益型”策略。研究结果为制定不同龄级国槐养护管理策略提供科学依据。
农用植物酵素是以植物为主要原料，经微生物发酵制成的含有特定生物活性成分的产品，可用于种植业、养殖业、土壤改良等方面。农用植物酵素在促进作物增产，改良土壤，抑菌防虫等方面具有良好的作用，可作为构建绿色生态农业的主力产品。简述了农用植物酵素的分类、特点及各种有效成分，对农用植物酵素的增产、抑菌、土壤改良及环保作用进行总结，并对其机制进行分析，提出目前存在的问题，并对其未来的发展进行展望。
为研究甘青青兰根际土壤理化性质与根际土壤细菌和真菌群落结构组成特征，以西藏自治区工布江达县（GB）、卡诺区（KR）和洛隆县（LL）的甘青青兰根际土壤微生物为研究对象，采用Illumina MiSeq高通量测序技术对根际土壤细菌和真菌群落结构组成进行分析，同时测定根际土壤的理化性质，并与根际土壤核心微生物菌群进行相关性分析。结果表明，不同地区甘青青兰根际土壤理化性质差异显著。甘青青兰根际土壤共获得3 900个细菌OTUs和1 990个真菌OTUs，不同地区间土壤微生物多样性存在明显差异。在门水平，GB、KR和LL样品的优势细菌门均为放线菌门（Actinobacteria），GB样品的优势真菌门是担子菌门（Basidiomycota），KR和LL样品的优势真菌门是子囊菌门（Ascomycota）；在属水平，不同地区甘青青兰根际土壤优势微生物菌群存在明显差异。主成分分析显示，不同地区甘青青兰根际土壤细菌和真菌群落结构组成差异较大。核心微生物菌群分析表明，甘青青兰根际土壤核心细菌菌群有257个属；核心真菌菌群有102个属。相关性分析表明，核心微生物菌群的改变与根际土壤理化因子间存在不同程度的相关性，且土壤全钾、全磷、全氮、速效钾和速效氮含量是影响甘青青兰根际土壤微生物群落结构组成的重要因子。综上所述，不同地区甘青青兰根际土壤微生物群落结构组成存在显著差异，且根际土壤微生物群落结构的变化与土壤理化因子密切相关，为甘青青兰人工种植及筛选有益微生物菌群提供了理论依据。
中国作为人口大国，由于耕地和水资源有限，科技创新是提升农作物生产能力、满足国家粮食安全的唯一出路。玉米、大豆、油菜、棉花等重要作物生物育种产业化在推动美国、巴西和阿根廷等世界主产国或地区的种业发展中发挥了重要作用。经过20多年的科技创新，中国玉米和大豆的抗虫和耐除草剂生物育种技术已趋于成熟，生物育种产业化种植可显著降低玉米、大豆等作物的生产成本，提升单产水平和增加农民收入。生物育种产业化是涉及科研创新、生物安全评估、相关法规监管、国际贸易、农业生产和公众接受度等多方面、庞大又复杂的系统工程，需要以大型种企为主体，整合科研院所、大学和企业科技资源，构建生物育种研发创新联合体，实现创新研发链与产业链的一体化，不断推出高产并营养健康、投入少而又环境友好的新品种，推进重要农作物生物育种产业化应用的高质量可持续发展。生物育种是种业创新的核心，构建现代生物育种创新体系、强化种质资源深度挖掘、突破前沿育种关键技术、培育战略性新品种、实现种业科技自强自立是解决种源要害、打赢种业翻身仗的关键，是牢牢把握住粮食安全主动权的根本保障，也是破解我国农业发展面临的资源短缺和环境约束的重要措施。概述了生物育种产业化应用现状，并提出了现代种业发展举措。生物育种将驱动我国现代种业发展和国际竞争力持续提升，实现从种业大国迈向种业强国的跨越。
我国蜜蜂遗传资源丰富、品质特性各异，是优秀的种质资源和育种素材，目前有14个地方品种、8个培育品种、8个引入品种、8个其他蜂资源，其中，中华蜜蜂为我国特有，是培育优质蜜蜂新品种和配套系不可缺少的原始育种素材，也是国家畜禽遗传资源保护品种。对我国蜜蜂遗传资源保护现状和存在问题进行了综述，并针对蜜蜂遗传资源保护提出了建议，对我国今后蜜蜂遗传资源保护工作的开展具有重要意义。
施用有机肥有助于增加大豆产量和提升土壤肥力。然而受区域、施肥量、施肥类型等影响，全国大豆产量和土壤肥力差异均较明显，但造成这些差异的原因尚不清楚。为探明全国不同区域、管理措施条件下，施用有机肥对大豆产量和土壤肥力的影响以及影响增产效果的主要因素，在全国尺度上收集数据进行整合分析。按筛选标准，获得施有机肥对大豆产量影响的文献37篇，119组有效数据；对大豆土壤养分影响的文献11篇，148组有效数据。采用增强回归树（boosted regression tree，BRT）模型量化气候因素、土壤性状和施肥措施对大豆增产效果影响的重要程度。结果表明，不同区域施用有机肥后大豆平均增产12.9%，其中南方增产最高（18.7%），其次为华北（14.8%）、西北（13.6%）和东北（12.0%）。有机肥施用量>5 000 kg·hm-2时，大豆可增产18.5%。施用牛粪后，大豆可增产24.9%，猪粪次之（17.6%），其次为商品有机肥（15.3%）、鸡粪（12.7%）和生物有机肥（8.8%）。不施肥时，大豆平均产量2 036 kg·hm-2，单施有机肥后其平均产量增加至2 452 kg·hm-2，增幅20.4%；单施化肥时，大豆平均产量2 410 kg·hm-2，有机无机肥配施后其平均产量增加至2 630 kg·hm-2，增幅9.1%。施用有机肥显著提升土壤速效磷（43.5%）、全磷（13.3%）和有机质含量（11.0%），对速效钾（9.4%）、碱解氮（3.4%）、pH（2.1%）及全钾含量（1.2%）提升则不显著。基于BRT结果表明，BRT模型解释了我国大豆产量差异的52.83%，其中有机肥施肥量对大豆产量影响最大，占变异的47.0%，其次是土壤性状（41.0%）和气候因素（12.0%）。总体来说，施用有机肥（包括单施有机肥和有机无机肥配施）可显著增加大豆产量，在南方增产率最高，以牛粪增产效益最为明显，并且大豆产量受有机肥施用量影响最大。此外，施用有机肥可显著提升大豆土壤速效磷、全磷及有机质含量。
小麦产量关系我国粮食安全，干旱、低温、盐害和高温等非生物胁迫严重制约小麦产量增长。前期转录组分析发现小麦TaCOBL-5D在多种非生物胁迫下差异表达。克隆并获取TaCOBL-5D及其同源基因TaCOBL-5A、TaCOBL-5B，并对其生物信息学特性及表达模式进行了分析。结果显示，TaCOBL-5与其他物种的COBL基因在基因结构、蛋白三级结构、保守结构域以及启动子调控元件方面表现出明显的保守性。TaCOBL-5在根部表达量最高，并对各种非生物胁迫响应不同，尤其是在干旱胁迫下调控显著，表明其在干旱胁迫中的重要性，同时对低温、高温和盐胁迫也有不同响应。此外，TaCOBL-5D基因在不同干旱抗性及高温抗性材料中表达量差异显著，进一步暗示其在逆境胁迫中具有重要作用。这些研究结果有助于理解COBL基因在小麦中的功能，同时为小麦抗逆育种提供科学支持。
当前世界农业经济发展中，农业微生物产业国际市场份额占有率不断上升，种质资源开发、关键技术研究、安全监测保护等逐渐成为农业微生物产业的必争之地。分析发现，我国农业微生物产业发展仍存在资源挖掘利用能力弱、关键核心技术突破力度不足、产业发展国际竞争力不强、安全防控体系不健全等问题。为保障国家食物安全和促进农业绿色可持续发展，建议加快推动国家农业微生物种质资源库建设，加强农业微生物关键核心技术突破，优化农业微生物产业发展布局，提高对农业微生物企业支持力度，完善农业微生物安全保护与监测体系，以全面提升我国农业微生物产业的国际竞争力。
葡萄霜霉病是葡萄上的主要病害之一，该病从葡萄苗期到果实成熟期都可发生，多雨年份常造成毁灭性损失。为了准确预测葡萄霜霉病的发生，最大限度地降低霜霉病对葡萄的危害，基于2020年葡萄生长期间气象数据和病害发生数据，结合4种机器学习算法（二项逻辑斯蒂、支持向量机、决策树、K最近邻）构建了葡萄霜霉病发生预测模型，并用2021年数据进行验证。结果表明，决策树模型在病害发生预测模型构建中的评价指标最优，其准确率达94%，预测发生的精准率、召回率、F1分值分别为91%、90%、91%。经验证，决策树模型对葡萄霜霉病发生的预测精度及性能均优于其他3个模型。因此，可利用此模型进一步开发葡萄霜霉病预警系统，为生产上葡萄霜霉病的防治提供技术支持和决策指导。
作物育种正在从传统的经验育种转向BT+IT驱动的智能设计育种。提升智能设计育种的能力和水平对解决我国未来粮食安全问题具有重要意义。未来作物智能设计育种将具有“双轮驱动”特征：智能化的杂交育种以育种大数据和育种模型为基础，精准设计自然变异的最优组合，并以最快捷的杂交组配方式实现自然变异的最优组合；智能化的生物育种利用人工智能技术和合成进化技术，设计DNA/蛋白质序列，可以“道法自然、超越自然”，指导作物的基因编辑育种和合成生物学。探讨了作物智能设计育种范式的理论基础、技术手段和发展趋势，分析了我国作物智能设计育种在产业化过程中面临的市场和政策瓶颈，并提出相关对策。
为深入探索老山芹种子休眠机理，以老山芹层积前后种子为研究对象，采用气相色谱-飞行时间质谱联用技术 （gas chromatography-time of flight mass spectrometry，GC-TOF/MS）对其非层积种子（non-lamellarized seeds， NS）和层积后达到发芽状态种子（germination seeds， GS）的差异代谢物进行分析。结果表明，共检测到995种代谢产物，NS和GS的代谢物存在明显分离，差异代谢物有126种，其中极显著差异代谢物75种，包括35种上调，40种下调。对极显著差异代谢物所在代谢通路分析表明，涉及10条关键代谢通路。和弦图分析表明，差异代谢物中脂质类化合物（含类脂分子）与苯类化合物呈极显著正相关；苯丙烷类化合物（含聚酮类化合物）与有机氧类化合物呈极显著负相关。以上研究结果为探索老山芹种子成熟后萌发提供了代谢组学理论基础，为更好地研究老山芹种子后成熟及休眠机制提供了依据和支撑。
为了解小豆和绿豆茎基感病部位的真菌组成，采用Illumina高通量测序对小豆和绿豆茎基感病部位的真菌群落结构进行分析。结果表明，小豆和绿豆6个茎基感病部位真菌群落样品测序优化后共得到231个OTU （operational taxonomic units），共同OTU为97个。2种作物茎基感病部位真菌群落中共同的优势菌门为子囊菌门（Ascomycota），优势菌纲为粪壳菌纲（Sordariomycetes），优势菌目为肉座菌目（Hypocreales），优势菌科为从赤壳科（Nectriaceae）。对优势菌属分析发现，小豆和绿豆茎基感病部位镰刀菌属（Fusarium）处于绝对优势，相对丰度分别为32.94%和18.38%。Alpha多样性指数结果表明，绿豆茎基感病部位的真菌群落丰度高于小豆茎基感病部位的真菌群落丰度，但二者真菌群落多样性相似，为进一步研究小豆和绿豆茎基感病部位真菌群落的致病机理提供了理论依据。
以26个不同鲜食玉米品种为研究材料，采用高效液相色谱法对其氨基酸含量进行测定，比较不同类型品种与WHO/FAO标准氨基酸模式值的贴近度，并结合氨基酸比值系数对鲜食玉米氨基酸含量进行分析。结果表明，参试鲜食玉米品种总氨基酸含量变幅为6.85~16.66 mg·g-1，甜、糯和甜加糯类型分别以京科甜533（16.66 mg·g-1）、京科糯623（12.01 mg·g-1）和农科糯336（14.44 mg·g-1）的含量相对较高。必需氨基酸占比变幅在10.38％~22.43％之间，甜、糯和甜加糯类型分别以京科甜816（17.39％）、京科糯656（22.43％）和农科玉368（18.16％）的含量相对较高。呈味氨基酸分析可知，京科甜533和农科糯336的鲜味、甜味氨基酸含量较高。蛋氨酸+半胱氨酸含量高于WHO/FAO标准模式含量，而其余各类氨基酸均低于标准氨基酸模式值，属于相对缺乏的氨基酸。氨基酸比值系数得分（SRC）大于50的品种有6个，其中甜玉米分别为京科甜183（58.17）、京科甜608（57.79）、京科甜533（53.32）和京科甜816（53.03），甜加糯玉米分别为农科玉368（51.05）和农科糯336（50.63），说明其蛋白质营养价值均衡，易被人体吸收利用。
在复杂的自然环境中绿色柑橘生长形态各异，颜色与背景色相近，为有效识别绿色柑橘，提出一种基于混合注意力机制并改进YOLOv5模型的柑橘识别方法。首先，改进YOLOv5的网络结构，在主干网络中添加混合注意力机制，即在主干网络中的第2层嵌入SE（squeeze and excitation）注意力，第11层嵌入CA（coordinate attention）注意力；其次，改进网络模型特征融合结构，将YOLOv5模型Concat特征融合操作的下层分支放在模型C3模块之前，再与另一条上层分支进行特征融合；最后，改进模型分类损失函数，将YOLOv5模型的分类损失函数改成Varifocal Loss函数，加强绿色柑橘特征信息的提取，提高绿色柑橘检测精度。根据自然环境和柑橘自身的特点，对自建数据集进行分类，设计3组不同分类场景下柑橘的对比试验以验证其有效性。试验结果表明，改进后的YOLOv5-SC模型准确率为91.74%，平均精度为95.09%，F1为89.56%，在自然环境下对绿色柑橘的识别具有更高的准确率和更好的鲁棒性，为绿色水果智能采摘提供技术支持。
早春晚霜冻害的发生给我国核桃生产带来严峻的考验，严重影响核桃生长发育、产量及收益。为明确我国核桃晚霜危害特性及影响机制，综述了核桃受晚霜危害程度的影响因素及其在响应低温胁迫时生理生化指标变化和分子机制。分析发现，关于生理变化相关的研究集中在细胞膜系统（相对电导率）、抗氧化系统（丙二醛、超氧化物歧化酶、过氧化物酶及过氧化氢酶）和渗透调节物质（可溶性糖、可溶性蛋白质及脯氨酸）3个方面，JrPAL、JrJAZ、JrGRAS、JrICE1、JrCBF/JrDREB1、JrCOR、JrWRKY、JrDHN、JrGST和JrPUB等基因的表达量受到低温胁迫的诱导。对未来的研究方向进行了展望，为进一步挖掘核桃应对晚霜危害的响应机制及采取有效的生产措施提供了科学依据。
纤维强度（fiber strength，FS）是判断棉花纤维品质优劣的重要指标之一，开发可用于目标性状选择的分子标记将会大大提高选择准确性并加快育种进程。设计KASP引物，对国内外的376份品种（系）进行基因型鉴定，筛选多态性标记并验证其对高强纤维材料选择的有效性。3个SNP位点在材料中均具有多态性，标记FS-15对高强纤维材料的选择率为63.2%，FS-16和FS-29分别为60.0%和56.1%。对单倍型组合（Hap1、Hap2、Hap3和Hap4）的有效性评价表明，携带Hap3（TTA）的材料纤维强度显著高于其他组合，对高强纤维材料选择率达72.7%。此外，Hap3对纤维长度、铃重、籽指和衣指无不利影响。以上结果表明，开发的KASP标记及Hap3可用于高纤维强度材料的辅助选择，同时未对纤维长度、铃重、籽指和衣指等性状产生不利影响。
异戊烯基转移酶（isopentenyltransferase，IPT）是细胞分裂素生物合成的第一限速酶，为分析IPT基因家族在白菜型油菜生长中的功能，利用生物信息学方法从其基因组中鉴定出13个BrIPT基因，它们不均匀地分布在7条染色体上。BrIPTs可分为4个亚族，各家族成员均含有8~10个保守基序和1~2个UTR区。BrIPT基因的启动子区域包含众多响应元件。BrIPT基因家族成员受环境因子、生物激素及防御与应激调控。qRT-PCR结果显示，tRNA-IPT基因BrIPT4、BrIPT6、BrIPT9在白菜型油菜体内各个部位均有表达。相比于苗期，成熟期白菜型油菜IPT基因的表达量更高，为后续深入研究IPT基因家族成员的生理生化功能提供了理论依据。
为揭示大青山自然保护区榆树林土壤酶活性与土壤养分随林龄增加的变化趋势及其规律，以大青山3种不同林龄（10、25、40 a）榆树林为研究对象，测定0—10、10—20、20—30、30—40 cm土层土壤pH、速效氮、速效磷、速效钾、有机质、蔗糖酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶共8个指标，分析不同林龄榆树土壤酶活性与土壤养分含量变化特征及其相互关系。结果表明，随林龄增加榆树林土壤有机质和速效钾含量呈上升趋势；速效氮、速效磷先升高后降低，土壤pH逐渐降低。随着土壤深度的加深，土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量均呈现较明显的表聚现象。过氧化氢酶活性随林龄的增加逐渐降低；蔗糖酶、脲酶活性呈现先增加后降低的趋势，随着土层深度的加深酶活性逐渐降低。土壤养分与酶活性之间存在一定的相关性，速效氮和速效磷与蔗糖酶和脲酶存在显著正相关（P<0.05）；速效钾和有机质与过氧化氢酶存在显著负相关（P<0.05）；主成分分析结果表明，25 a林龄0—10 cm土层土壤肥力最高。研究结果为榆树林可持续经营和土壤肥力提升提供科学依据。
为探究不同氮源对椰子叶堆肥腐殖化效果的影响，以鸡粪、猪粪、沼渣、尿素等不同氮源为控制变量，分别与椰子叶进行混合堆肥，对温度、发酵前后碳氮比的比值（T值）、腐殖质含量、腐殖化系数、腐殖化指数和腐殖化聚合度等指标进行分析。结果表明，各处理组的堆肥高温期（55.0 ℃以上）均超过15 d，达到无害化处理要求；T值均小于0.60，达到了腐熟要求；发酵后总有机碳含量下降，但各处理组的腐殖质碳含量上升，腐殖化程度增加。鸡粪处理组腐殖化效果最佳，其腐殖化系数增加19.28%、腐殖化指数增加65.80%，腐殖化聚合度达到2.38；猪粪处理组产品稳定性低于鸡粪处理，高于沼渣和尿素处理；沼渣处理组堆肥腐殖化系数最高，但腐殖化聚合度只有1.61，产品稳定性差；尿素处理组堆肥腐殖化指数和腐殖化聚合度降低，阻碍了其腐殖化进程。综上可知，鸡粪作为氮源添加对椰子叶堆肥的腐殖化效果最好，研究结果为海南地区椰子叶废弃物资源化利用提供科学依据。
花青素是自然界广泛存在的水溶性色素，也是常见的抗氧化物质。近年来，花青素在抗炎、防衰老等方面的保健功能逐渐得到关注和认可，随着甜、糯类型鲜食玉米市场需求和种植面积的逐年增加，富含花青素的鲜食玉米格外受消费者的欢迎。除了鲜食，花青素玉米还可以作为原材料进行工业提取，提取的花青素应用广泛。近几年，花青素玉米的育种发展迅速，并且在基因工程育种方面也取得了突破性进展。从玉米花青素的合成代谢调控途径、用途和市场前景、常规品种选育及基因工程研究进展等方面进行阐述，为花青素玉米未来的开发、育种方向选择提供借鉴。
我国大豆根瘤菌种质资源丰富，但其应用进展缓慢，接种面积仅占全国大豆总种植面积的1%~3%。造成该问题的原因主要是根瘤菌不能产芽孢，其抗逆能力较差，导致产品货架期短，应用效果不稳定。为实现根瘤菌产品多元化、功能化、差异化，提高产品活性与应用效果，使用定向微生态（directed micro-ecology， DME）体系优化培养策略，实现根瘤菌、芽孢杆菌的定向扩培及应用。通过单因素实验及响应面法获得根瘤菌最优培养基 （25.5 mL·L-1 糖蜜液、15.2 g·L-1酵母膏、pH 6.98），在DME培菌机中使用该配方可以实现根瘤菌 （100 L·min-1，20 h） 及芽孢杆菌 （150 L·min-1，14 h） 菌量50倍以上的扩增，达到（20~50）×108 CFU·mL-1，且杂菌率控制在5%以下。盆栽接种实验表明，DME扩培菌株接种处理的效果显著优于实验室常规培养菌株的同等接种处理，这表明DME培菌机培养的功能微生物应用效果更好。根瘤菌与芽孢杆菌的复配组合可以协助根瘤菌更好地实现其共生功能，具体表现在苗期结瘤数增加、叶绿素含量增加，并且最终的产量与单接种菌株相比也增加了近20%。定向微生态（DME）体系通过定向营养和生长控制，使得目标功能微生物在含有多种微生物的微生态环境中，达到应用级别的产量和纯度，实现与纯培养菌株相同的功能，对于促进根瘤菌的产业化、加快功能菌株的推广应用具有重要意义和应用价值。
GRAS基因家族是植物中广泛存在的一类转录因子，在植物生长发育、生物和非生物逆境胁迫、光信号和激素信号应答等多个过程中发挥重要作用。对玉米GRAS基因家族成员的理化性质、染色体定位、系统发育、顺式作用元件等特征进行了分析。结果表明，在玉米全基因组中共鉴定出49个ZmGRAS基因，不均匀地分布于1~10号染色体上，编码蛋白质理化性质差异较大，可能在不同的微环境下发挥作用。系统进化分析将GRAS蛋白分为8个亚家族，可能在调节自身生长发育、逆境应答等过程中具有重要作用。玉米GRAS基因家族的启动子区含有激素应答、光响应、胁迫应答等多种顺式作用元件，推测其可能响应激素、胁迫等多种信号。共线性分析显示，具有共线性关系的基因可能是染色体片段复制的结果，且属于同一亚家族，具有相似的结构和功能。研究结果为进一步研究玉米GRAS基因的功能和逆境胁迫响应机制提供了依据。
我国是大豆消费和进口大国，推动大豆产业振兴、强化大豆种业科技创新对于保障我国粮饲安全意义重大。结合2016年以来我国大豆种植面积、产量、进口量等数据及相关研究进展，深入分析我国大豆产业所面临的刚性需求量大且长期依靠进口、平均单产水平低且种植面积受限、大豆进口面临潜在风险且不易疏解等形势挑战，简述了“十三五”期间我国大豆种业科技创新发展成效，系统分析了我国大豆种业科技创新面临的种质资源研究水平不高、原始科技创新能力不足、商业化育种体系不完善、知识产权保护体系滞后等问题，并据此提出我国大豆种业科技创新发展的对策建议，以期为推动我国大豆种业科技自立自强提供重要参考。
为探究烤烟与不同作物轮作对长期连作植烟土壤质量调控的效果，以连作10年以上的植烟田块为对照（CK），设置大麦-烤烟（YCDM）、大蒜-烤烟（YCDS）、油菜-烤烟（YCYC）和蚕豆-烤烟（YCCD）共4种不同作物与烤烟轮作，分析不同轮作处理下土壤的理化性质、酶活性及微生物群落结构。基于相关性分析和冗余分析，解析土壤理化性质和酶活性与微生物群落结构间的关系。结果表明，轮作处理的土壤容重较CK降低26.58%~30.29%，总孔隙度增加21.13%~48.26%；其中烤烟-蚕豆（YCCD）轮作模式下土壤的pH、水解氮（available nitrogen，AN）、有效磷（available phosphorus，AP）和速效钾（ available potassium，AK）含量较CK显著提高11.84%、30.57%、6.42%和41.5 1%。轮作处理的土壤过氧化氢酶（catalase，CAT）、蔗糖酶（invertase，INV）、脲酶（urease，URE）和酸性磷酸酶（acid phosphatase，ACP）的活性较CK分别提高16.81%~42.35%、38.09%~51.48%、7.69%~64.29%和5.82%~76.33%，蚕豆-烤烟（YCCD）轮作模式的提升效果最为显著。高通量测序结果表明，轮作处理下细菌的OTUs数量显著高于CK。α多样性显示，不同轮作处理间的细菌群落丰富度和多样性差异显著；真菌群落的丰富度差异显著，而多样性差异不显著。β多样性分析显示，不同轮作处理之间土壤真菌群落差异较小，细菌群落差异较大。其中，蚕豆-烤烟（YCCD）轮作处理的细菌、真菌群落与CK差异较大。在门水平，烤烟-蚕豆（YCCD）轮作使酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度增加，子囊菌门（Ascomycota）的相对丰度减少。相关性分析和冗余分析表明，URE、AN、AK和pH是影响土壤微生物群落结构的关键因子。综上所述，烤烟与其他作物合理轮作可提高土壤速效养分含量和土壤酶活性，调节土壤微生物群落结构，消减烤烟连作障碍，最终达到烤烟稳产、增产的目的。
基于植被净初级生产力（net primary productivity，NPP）、归一化植被指数（normal difference vegetation index， NDVI）、气候因子（气温和降水量）等遥感数据，并借助于一元线性回归模型、相关性分析等方法，对新疆天然年草地NPP、NDVI的时空变化及其对气候因子的响应进行了分析。结果表明，新疆草地NPP和NDVI的年均值呈上升趋势，其中草地NPP的多年空间分布呈北高南低的趋势；草地NDVI由西北向东南呈逐渐降低的趋势。1985—2015年年均气温和降水量均呈上升趋势，总体表现为盆地年均气温高于山区，而山区年均降水量多于盆地。从空间分布来看，草地NPP和NDVI均表现为与降水量呈正相关的草地面积大于与气温呈正相关的草地面积，且与降水量的相关系数均高于与气温的相关系数。由此表明，降水量是新疆草地植被的主要影响因子，为应对气候变化提供了数据支撑。
木霉菌是一种重要的生防菌，可用于防治多种植物病害。木霉菌不仅可以防治作物病害，而且可以改善土壤理化性质、提高土壤生产力，但木霉菌对作物生长及土壤生态环境的影响机制还有待明确。概述了木霉菌对作物的抗病性、生长和产量的影响，从土壤理化性质及微生物学性质的角度分析木霉菌对土壤生态环境的影响，并指出了木霉菌对作物和土壤影响研究中的不足，提出今后需要从构建高效木霉菌株以实现其促进作物生长和改良土壤的建议，为木霉菌在农业生产中的深入推广和应用提供理论依据。
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